本發(fā)明屬于膜清洗
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種膜生物反應(yīng)器原位膜化學(xué)清洗。
背景技術(shù)：
：以膜分離與傳統(tǒng)活性污泥法耦合而成的膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝具有眾多優(yōu)點(diǎn)，已成為廢水處理及回用領(lǐng)域極具競爭力的選擇。目前，我國運(yùn)行的MBR實(shí)際工程超過2000座，主要分布在水資源短缺的內(nèi)陸地區(qū)及經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)。對于內(nèi)陸地區(qū)，選擇MBR工藝是因?yàn)樵摴に囂幚砦鬯蓪?shí)現(xiàn)中水回用，緩解當(dāng)?shù)厮Y源短缺問題；對于沿海地區(qū)，選擇MBR工藝主要源于其出水可滿足目前最嚴(yán)格的排放要求。然而膜與污泥混合液產(chǎn)生的膜污染問題，在降低膜通量的同時也提高了運(yùn)行費(fèi)用，因而MBR所產(chǎn)生的膜污染是限制其進(jìn)一步大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要障礙。由于MBR工藝在運(yùn)行過程中，污泥混合液中的主要污染物質(zhì)，如溶解性微生物代謝產(chǎn)物(solublemicrobialproducts,SMP)和胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances,EPS)對膜內(nèi)部及外部形成污染，從而降低膜通量，造成MBR工藝頻繁的膜清洗。目前，MBR清洗方式一般采用在線物理清洗配合離線化學(xué)清洗，對于膜表面松散的污染層，可以通過增大曝氣量、反沖洗等物理措施在線完成；對于膜的內(nèi)部污染，只能通過離線條件下的化學(xué)清洗，才能有效消除?；瘜W(xué)清洗具有工作量大、化學(xué)清洗劑有可能造成二次污染、增加膜清洗費(fèi)用、降低MBR自動化程度等弊端，并且離線清洗方式影響了膜過濾的連續(xù)性，不利于大規(guī)模MBR工藝的推廣應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)MBR原位膜化學(xué)清洗，國內(nèi)外研究者嘗試將氧化劑加入到反沖洗水中，以跨膜壓差(TMP)或運(yùn)行時間為指標(biāo)，對污染的膜進(jìn)行反沖洗。研究結(jié)果表明：次氯酸鈉是最有效的清洗劑，尤其是對生物產(chǎn)生的膜污染具有高效的去除效果(WaterResearch,2014,53:1-11)。然而在清洗過程中，大約有50％的次氯酸鈉通過膜孔滲入到本體溶液中(WaterResearch,2016,88:293-300)，造成微生物活性降低，部分細(xì)胞甚至發(fā)生溶胞，產(chǎn)生大量的EPS及SMP，嚴(yán)重惡化了污泥混合的可濾性，造成MBR原位膜清洗后膜污染速率增加。此外，次氯酸鈉對活性污泥的沖擊造成微生物粘附性能增加，很容易在膜表面聚集而增加膜污染(JournalofMembraneScience,2016,511:84-91)。因而，次氯酸鈉沖擊不僅對MBR除污能力、生物活性及微生物種群結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，而且會惡化污泥混合液可濾性，造成嚴(yán)重的膜污染。因而開發(fā)有效的控制措施，以應(yīng)對MBR原位膜清洗過程中活性污泥受到次氯酸鈉沖擊是十分必要的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是，提出一種減緩次氯酸鈉原位膜清洗對活性污泥沖擊的方法。結(jié)合MBR污泥混合液特性及膜污染特點(diǎn)，提出向反應(yīng)器內(nèi)投加還原性粉末活性炭，以最大限度減小次氯酸鈉對活性污泥的沖擊，以期以較低的成本，實(shí)現(xiàn)MBR原位膜清洗后運(yùn)行效能的穩(wěn)定，完善現(xiàn)有MBR原位膜清洗技術(shù)的不足。減緩次氯酸鈉原位膜清洗對活性污泥沖擊的方法，通過以下技術(shù)方案及步驟予以實(shí)現(xiàn)：(1)將粉末活性炭在馬弗爐內(nèi)300～400℃下焙燒3h，冷卻后經(jīng)100目篩篩分備用；(2)在棕色容器中配置質(zhì)量濃度為20g/L的硫代硫酸鈉溶液，加入上述篩分后的粉末活性炭，粉末活性炭與硫代硫酸鈉的質(zhì)量濃度比為1:1，置密閉容器中攪拌24h，成為負(fù)載硫代硫酸鈉的粉末活性炭；(3)取出負(fù)載硫代硫酸鈉的粉末活性炭，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，冷卻后成為還原性活性炭，然后裝入黑色密閉容器中抽真空備用；(4)采用膜生物反應(yīng)器實(shí)施次氯酸鈉清洗前10min加入所述還原性活性炭，投加還原性活性炭與次氯酸鈉的質(zhì)量濃度比為2:1。其中次氯酸鈉在反沖洗水中質(zhì)量濃度范圍為1000～3000mg/L。本發(fā)明的有益效果在于，該方法中所采用的次氯酸鈉，在反沖洗水中質(zhì)量濃度范圍為1000～3000mg/L：(1)經(jīng)本方法處理后，提高了MBR對污染物的去除率，顯著降低了膜污染速率；(2)負(fù)載硫代硫酸鈉的粉末活性炭投加至MBR，一方面由于負(fù)載的硫代硫酸鈉與滲透到本體溶液中的次氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，降低了氧化劑對微生物的影響；另一方面粉末活性炭優(yōu)良的吸附性能降低了MBR內(nèi)SMP及EPS濃度，提高了污泥混合液可濾性，減小了膜過濾阻力；此外，投加還原性粉末活性炭增加了MBR污泥顆粒粒徑，增加了膜表面泥餅層的孔隙率；(3)本方法具有操作簡單、成本低、運(yùn)行可靠、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。附圖說明附圖1為不同濃度次氯酸鈉原位清洗MBR后混合液可濾性對照圖。實(shí)施具體方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的方法步驟做進(jìn)一步說明，并結(jié)合附圖看其優(yōu)良的實(shí)施效果。需要說明的是，下述實(shí)施例是敘述性而非限定的，不以所述實(shí)施例限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1：采用2套規(guī)格相同的膜生物反應(yīng)器(MBR)，有效體積為5L，水力停留時間(HRT)及污泥停留時間(SRT)分別為8小時及30天。其中MBR-C為對照反應(yīng)器，原位膜清洗條件下投加定量還原性粉末活性炭的反應(yīng)器記為MBR-PAC；2套反應(yīng)器進(jìn)水化學(xué)需氧量(CODcr)波動范圍為350-420mg/L，污泥濃度波動范圍為6500-7300mg/L。反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，對CODcr去除率超過95％。當(dāng)跨膜壓差(TMP)達(dá)到30kPa時，對污染膜進(jìn)行原位反沖洗，反沖洗速率為5L/m2h，持續(xù)時間為30min，反沖洗水中次氯酸鈉的質(zhì)量濃度為1000mg/L。首先制備還原性粉末活性炭：將粉末活性炭在馬弗爐內(nèi)300℃焙燒3h，冷卻經(jīng)100目篩篩分備用。在棕色容器中配置質(zhì)量濃度為20g/L的硫代硫酸鈉溶液50mL，加入篩分后的粉末活性炭1000mg，置密閉容器中攪拌24h。取出負(fù)載硫代硫酸鈉的粉末活性炭，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，冷卻后成為還原性活性炭，然后裝入黑色密閉容器中抽真空備用。在MBR-PAC清洗前10min，向反應(yīng)器投加還原性活性炭1000mg。結(jié)合附圖1與表1可見，本方法顯著提高了污泥混合的可濾性，降低了次氯酸鈉對微生物活性的影響，有效降低了膜污染速率；此外，從微生物代謝產(chǎn)物濃度比較而言，還原性粉末活性炭的投加顯著降低了微生物代謝產(chǎn)物的產(chǎn)出，說明本方法對于減緩次氯酸鈉對活性污泥的沖擊效果明顯。表1次氯酸鈉濃度為1000mg/L清洗6h后2套MBRs運(yùn)行指標(biāo)比較項目MBR-CMBR-PACCODcr去除率(％)6587污泥活性(O2mg/VSS)2.134.35SMP(mg/L)63.47.8EPS(mg/L)189152膜污染速率(kPa/d)5.91.2實(shí)施例2：采用2套規(guī)格相同的MBRs，污泥濃度波動范圍為9000～11000mg/L，穩(wěn)定階段運(yùn)行參數(shù)：HRT為6h、SRT為20d，進(jìn)水CODcr為320mg/L～410mg/L，當(dāng)TMP達(dá)到30kPa時，對污染膜進(jìn)行原位反沖洗，反沖洗速率為5L/m2h，持續(xù)時間為30min，反沖洗水中次氯酸鈉濃度為2000mg/L。還原性粉末活性炭制備：將粉末活性炭在馬弗爐內(nèi)350℃焙燒3h。在棕色容器中配置質(zhì)量濃度為20g/L的硫代硫酸鈉溶液100mL，加入篩分后的粉末活性炭2000mg，置密閉容器中攪拌24h。取出負(fù)載硫代硫酸鈉的還原性活性炭，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，冷卻后成為還原性活性炭，裝入黑色密閉容器中抽真空備用。在MBR-PAC清洗前10min，向反應(yīng)器投加還原性活性炭2000mg。結(jié)合附圖1與表2可見，與對照反應(yīng)器相比，本方法的實(shí)施效果顯著。表2次氯酸鈉濃度為2000mg/L清洗6h后2套MBRs運(yùn)行指標(biāo)比較項目MBR-CMBR-PACCODcr去除率(％)5283污泥活性(o2mg/VSS)1.133.12SMP(mg/L)85.711.2EPS(mg/L)239178膜污染速率(kPa/d)8.92.1實(shí)施例3：采用2套規(guī)格相同的MBRs，污水水質(zhì)與實(shí)施例2相同，污泥濃度波動范圍為12000～14000mg/L，運(yùn)行參數(shù)：HRT為8h、SRT為40d，當(dāng)TMP達(dá)到30kPa時，對污染膜進(jìn)行原位反沖洗，反沖洗速率為5L/m2h，持續(xù)時間為30min，反沖洗水中次氯酸鈉濃度為3000mg/L。還原性粉末活性炭制備：將粉末活性炭于于馬弗爐內(nèi)400℃焙燒3h。在棕色容器中配置質(zhì)量濃度為20g/L的硫代硫酸鈉溶液150mL，加入篩分后的粉末活性炭3000mg，在密閉容器中攪拌24h。取出粉末活性炭，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，冷卻后成為還原性活性炭，然后裝入黑色密閉容器中抽真空備用。在MBR-PAC清洗前10min，向反應(yīng)器投加還原性活性炭3000mg。結(jié)合附圖1與表3可見，本方法的實(shí)施效果顯著。表3次氯酸鈉濃度為3000mg/L清洗6h后2套MBRs運(yùn)行指標(biāo)比較項目MBR-CMBR-PACCODcr去除率(％)3273污泥活性(O2mg/VSS)0.252.13SMP(mg/L)20145EPS(mg/L)198135膜污染速率(kPa/d)11.23.7當(dāng)前第1頁1 2 3